[發明專利]一種可致循環相轉變的超穩定乳狀液的乳化劑

有效

• 申請號: 200710025992.3
• 申請日: 2007-08-13
• 公開（公告）號: CN101108324A
• 公開（公告）日: 2008-01-23
• 發明（設計）人: 崔正剛;施凱州;崔燕貞
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: B01F17/00
• 分類號: B01F17/00;B01F3/08
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所
• 代理人: 時旭丹;劉品超

技術領域

本發明涉及一種超穩定水包油(O/W)或油包水(W/O)乳狀液的乳化劑及其應用，使用這種乳化劑通過改變乳化劑的組成可以實現乳狀液的循環轉相，屬于表面活性劑與膠體領域，涉及農藥、油漆、涂料、采油、燃油加水等多個應用技術領域。

技術背景

眾所周知，用普通表面活性劑穩定的乳狀液僅能在一定的期限內保持穩定，即具有有限的動態穩定性。本質上這種乳狀液是熱力學不穩定體系，在儲存期間會發生沉降、分層，聚結而最終分成油/水兩相。乳狀液的不穩定性給乳狀液的應用帶來一系列的問題。近年來人們發現表面潤濕性恰當的納米顆粒能夠聚集在油/水界面，從而能夠穩定乳狀液。當納米顆粒與油/水界面形成的接觸角在90°左右時，納米顆粒在界面的聚集(吸附)幾乎是不可逆的，由此納米顆粒穩定的乳狀液具有超穩定性，能夠保持長期穩定。通常無機納米顆粒具有較強的親水性，它們趨向于分散在水中，不易在油/水界面聚集。要使它們成為優良的乳狀液穩定劑，通常需要進行表面改性。但改性導致成本大幅度增加。本發明使用未經改性的無機納米碳酸鈣顆粒，通過在水介質中與離子型表面活性劑(雙親化合物)的相互作用就地改變納米顆粒的表面潤濕性，從而使其具有表面活性，能夠聚集或吸附在油/水界面，成為乳狀液的穩定劑。用這種納米顆粒/雙親化合物復合乳化劑可以制備多種超穩定乳狀液，既可以是O/W型的，也可以是W/O型的，并且通過改變納米顆粒/雙親化合物的比例可以實現循環相轉變。

發明內容

本發明的目的在于提供一種超穩定乳狀液的乳化劑。用這種乳化劑可以制備多種超穩定O/W或W/O型乳狀液。通過改變乳化劑的組成可以實現乳狀液的循環相轉變，即從O/W型轉變為W/O型，再轉變為O/W型。

本發明的技術方案：一種能導致循環相轉變的超穩定乳狀液的乳化劑，采用未經改性的納米碳酸鈣顆粒，在水介質中和烷基碳原子數為10到18的離子型表面活性劑發生相互作用，就地改變納米顆粒的表面潤濕性，使納米顆粒具有表面活性，從而能夠聚集或吸附在油/水界面，穩定乳狀液。

通過改變納米碳酸鈣顆粒和離子型表面活性劑的用量比例來實現乳狀液的循環相轉變；

所用納米碳酸鈣顆粒的原生粒徑為20-200nm，添加濃度以乳狀液水相重量計為0.5％-6％。

離子型表面活性劑選用C₁₀-C₁₈的直鏈或支鏈，飽和或不飽和，含有或不含有苯環結構，含有或不含有聚氧乙烯基，其親水基部分為硫酸鹽，磺酸鹽，羧酸鹽，胺鹽或季銨鹽，使用濃度以乳狀液水相體積計為1×10^-6～0.5mol?L^-1。

離子型表面活性劑優選用十二烷基硫酸鈉或十六烷基三甲基溴化銨。

由本乳化劑起乳化作用的超穩定乳狀液的油相選用礦物油：汽油、煤油、柴油或重油，或烴類：烷烴、環烷烴或芳烴，動植物油類，脂肪酸酯類，極性有機物：C₅-C₂₀的脂肪醇、脂肪酸或脂肪胺，乳狀液中油相的體積分數為10％-80％。

由本乳化劑起乳化作用的超穩定乳狀液的水相中含有或不含有一價或多價電解質。

所述的乳化劑的制備方法，是將納米碳酸鈣顆粒超聲分散在離子型表面活性劑的水溶液中。

本發明的有益效果：本發明提供一種超穩定水包油(O/W)或油包水(W/O)乳狀液的乳化劑及其應用，本發明的乳化劑由未經改性的納米碳酸鈣顆粒和離子型表面活性劑組成。納米碳酸鈣顆粒在水介質中和離子型表面活性劑發生相互作用，就地改變納米顆粒的表面潤濕性，使納米顆粒具有表面活性，從而能夠聚集或吸附在油/水界面，穩定乳狀液；通過改變納米碳酸鈣顆粒(添加濃度以乳狀液水相重量計為0.5％-6％)和離子型表面活性劑(使用濃度以乳狀液水相體積計為1×10^-6～0.5mol?L^-1)的用量比例來實現循環相轉變，即從水包油(O/W)型轉變為油包水(W/O)型，再轉變為水包油(O/W)型。此種乳化劑可以應用于農藥、油漆、涂料、采油、燃油加水等多個技術領域。

附圖說明

圖1納米碳酸鈣/CTAB穩定的O/W型乳狀液的顯微照片，油相為正辛烷，油水體積比1∶1。(a)1％納米碳酸鈣+1×10^-6mol?L^-1CTAB，(b)4％納米碳酸鈣+1×10^-6mol?L^-1?CTAB。